跟着“光”跑 金属加工迎来增长新机遇

金属行业是激光加工最重要的应用市场之一,中国钣金市场的竞争将转为高品质、高技术含量产品的竞争。因此,钣金加工行业为了顺应国际市场的发展潮流,加工技术的转型势在必得。当前,包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光熔覆、激光增材制造等激光加工技术和工艺将被越来越多地应用于金属制品和材料的加工中。

高功率激光加工市场强势 激光切割占据鳌头

近年来,激光切割以其高效,高能量密度、非接触式加工和柔性等特点,以及在精度、速度和效率等方面的优势,成为钣金切割行业的理想解决方案。据悉,激光切割机市场2016 -2020年间的复合年增长率(CAGR)将达到8.91 %。激光切割设备在金属加工中的份额始终占据鳌头:无论是精准切割热成形片,抑或是打造车体和管材等具有复杂设计和维度的异型部件。如今,传统的切割机正被光束品质优异及自动化程度高的激光切割设备日益取代。

此外,得益于国内光纤激光器、控制系统、加工头以及激光切割机整机集成在技术和成本领域的进步,2016年,应用于薄板加工市场的激光切割机数量基本已经翻了一番。这些进展也加快了原本以冲床、剪板机为主体的传统生产工艺向激光加工的转换。

另据一份报告显示,2016 年,全球高功率激光加工市场的收入占据所有工业激光器营收总额的47% 以上。金属切削是高功率激光加工收入的增长驱动因素,特别是钣金切割,2016年共售出超过7,000套相关的激光系统和激光器,占总收入的76%以上。其中,大量应用于钣金切割的高功率光纤激光器的增长非常明显,其销量增幅与CO2 产品相比高出30%,继续占主导地位。

同时,高功率和高亮度的直接半导体激光器正获得越来越大的市场份额。例如,Mazak在2016年研发出一款革新激光切割理念的4kW激光切割机OPTIPLEX 3015 DDL。这款设备使用新一代激光发生器,将直接半导体激光技术(DDL)应用于钣金切割上。无论在薄板或中厚板切割中,DDL均彰显出显著的优势。

金属激光增材制造领域突破不止

近年来,伴随“中国制造2025”及“增材制造推进计划”的出台和实施,增材制造无疑是热门词儿。而激光增材制造技术也在多个行业破茧而出。例如2016年,国内外的激光增材制造领域迎来了多项突破性成果,尤其是在金属加工领域。

首先,由华中科技大学曾晓雁教授领导的研究团队完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备”项目是当前全球效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。项目首次在SLM装备中引入双向铺粉技术,成形效率比同类装备高出20-40%。实现了大型复杂金属零件的高效、高精成形。

激光选区熔化(Selective laser melting,简称SLM)是制造工艺的一次重大变革。作为金属零件的直接增材制造技术之一,SLM技术成形精度高、性能好、无需模具,是典型的数字化过程,在复杂精密金属零件的成形中具有不可替代性。

其次,浙工大的姚建华教授带领其团队开发了一种 “超音速冷喷涂+激光技术”的新型3D打印技术,在很大程度上攻破现有金属零部件增材制造的技术瓶颈,为实现高端装备关键零部件高效、优质、低成本及智能化增材制造提供了完整的解决方案。

从国外市场看,德国EOS的“EOS共享模块”概念性产品,将直接金属激光烧结(DMLS)技术融入工业生产,可确保数台金属3D打印系统实现同步高效的运行。而葡萄牙机床制造商Adira则推出了全球首款大型平铺激光熔融金属3D打印机——将粉末床熔融、直接金属沉积3D打印,以及金属板材激光切割技术融合在一台机器上,为众多新应用开辟了疆土。

另外,通快在2016年开发出一款基于激光金属熔化增材制造技术的3D打印系统TruPrint 1000。其备能够满足客户的各种定制需求,为其个性化生产提供最低成本、最高质量且几何形状更加复杂、精致的轻便型产品。

中国激光市场发展迅猛 激光展着眼于重点应用市场

如今,中国激光产业已处于高速增长期,2017年全国工业激光产业产值有望突破600亿元,至2020年可达1000亿元。其中,拥有规模产值以上激光企业超过250家的广东省将继续领跑,预计2020年广东省激光产业产值超过400亿元,带动相关产业链附加值超过5000亿元。因此,华南地区将继续成为激光技术重要的应用市场之一。

激光技术应用行业广泛,尤其在金属行业, 在“柔性制造”方式被大力推广的今天,钣金零部件产业正由大批量生产向灵活的小批量、多样化的生产方式过度,激光技术能够迅速适应多种材料、多种形状和尺寸,特别适用于柔性加工,将在这一变革中发挥核心作用。